Les circuits qui servent à calculer l'inconnu la résistance , l'inductance, la capacité, la fréquence et l'inductance mutuelle sont appelées ponts AC. Ces circuits fonctionnent avec un signal de tension alternative. Ces ponts fonctionnent sur le principe du rapport d'équilibre des impédances qui est obtenu par le détecteur nul et produit des résultats précis. Dans certains circuits, un amplificateur CA peut être utilisé à la place du détecteur nul. Les équations d'équilibre obtenues à partir du circuit peuvent être utilisées pour déterminer la résistance, la capacité et l'inductance inconnues et également indépendantes de la fréquence. Les ponts AC sont utilisés dans systèmes de communication , complexes électriques et circuits électroniques et beaucoup plus. Il existe différents types de ponts CA utilisés dans les circuits électroniques. Il s’agit du pont Maxwells, du pont Maxwells Wein, du pont Anderson, du pont Hay’s, du pont Owen, du pont De Sauty, du pont Schering et du pont série Wein.
Définition du pont de Maxwells
Le pont de Maxwell est également connu sous le nom de pont Wein de Maxwell ou forme modifiée de Pont de Wheatstone ou pont de capacité d'inductance de Maxwell, se compose de quatre bras utilisés pour mesurer des inductances inconnues en termes de capacités et de résistances calibrées. Il peut être utilisé pour mesurer une valeur d'inductance inconnue et la comparer à la valeur standard. Il fonctionne sur le principe de la comparaison des valeurs d'inductance connues et inconnues.
Il utilise la méthode de déviation nulle pour calculer l'inductance avec un parallèle calibré résistance et condensateur. Le circuit en pont de Maxwell est dit en résonance si l’angle de phase positif d’une impédance inductive est compensé par l’angle de phase négatif de l’impédance capacitive (connectée dans le bras opposé). Par conséquent, il n'y aura aucun courant circulant dans le circuit et aucun potentiel à travers le détecteur nul.
Formule Maxwells Bridge
Si le pont du maxwell est en état d’équilibre, l’inductance inconnue peut être mesurée en utilisant un condensateur standard variable. La formule du pont de maxwell est donnée comme (en termes d'inductance, de résistance et de capacité)
R1 = R2r3 / R4
L1 = R2R3C4
Le facteur de qualité du circuit en pont de Maxwell est donné comme suit:
Q = ωL1 / R1 = ωC4R4
Circuit du pont de Maxwells
Le circuit du pont de Maxwell se compose de 4 bras connectés en forme de carré ou de losange. Dans ce circuit, deux bras contiennent une seule résistance, un autre bras contient une résistance et une inductance en combinaison en série, et le dernier bras contient une résistance et un condensateur en combinaison parallèle. Le circuit du pont de base de Maxwell est illustré ci-dessous.
Circuit du pont de Maxwell
Une source de tension alternative et un détecteur nul sont connectés en diagonale au circuit en pont pour mesurer la valeur d'inductance inconnue et les comparer aux valeurs connues.
Équation du pont de Maxwells
A partir du circuit, AB, BC, CD et DA sont les 4 bras connectés en forme de losange.
AB et CD sont les résistances R2 et R3,
BC est une combinaison en série de résistance et d'inductance donnée par Rx et Lx.
DA est une combinaison parallèle de résistance et de condensateur donnée comme R1 et C1
Considérez que Z1, Z2, Z3 et ZX sont les impédances des 4 bras du circuit en pont. Les valeurs de ces impédances sont données comme suit:
Z1 = (R1 + jwL1) [puisque Z1 = R1 + 1 / jwC1]
Z2 = R2
Z3 = R3
ZX = (R4 + jwLX)
Ou
Z1 = R1 en parallèle avec C1 c'est-à-dire Y1 = 1 / Z1
Y1 = 1/R1 + j ωC1
Z2 = R2
Z3 = R3
Zx = Rx en série avec Lx = Rx + jωLx
Prenez l'équation d'équilibre d'un circuit de pont CA de base comme suit,
Z1Zx = Z2Z3
Zx = Z2Z3 / Z1
Remplacez les valeurs d'impédances du circuit en pont de Maxwell dans l'équation d'équilibre ci-dessus. Puis,
Rx + jωLx = R2R3 ((1 / R1) + jωC1)
Rx + jωLx = R2R3 / R1 + jωC1R2R3
Maintenant assimilez les termes réels et imaginaires des deux équations ci-dessus,
Rx = R2R3 / R1 et Lx = C1R2R3
Q = ωLx / Rx = ωC1R2R3x R1 / R2R3 = ωC1R
Où Q = facteur de qualité du circuit en pont
Rx = résistance inconnue
Lx = inductance inconnue
R2 et R3 = résistances non inductives connues
C1 = condensateur connecté en parallèle à la résistance variable R1
Diagramme de phaseur
Le pont de Maxwell est utilisé pour mesurer l’inductance inconnue du circuit en utilisant des résistances calibrées et condensateurs . Ce circuit en pont compare la valeur d'inductance connue à une valeur standard. Diagramme de phaseur du pont de Maxwell circuit en condition d'équilibre est illustré ci-dessous.
Diagramme de phaseur
On dit que le circuit en pont de Maxwell est dans un état équilibré si les déphasages des inductances et des condensateurs sont opposés. Cela signifie que l'impédance capacitive et l'impédance inductive sont placées en face l'une de l'autre dans le circuit en pont. Les courants I3 et I4 sont en phase avec I1 et I2. En faisant varier les impédances du circuit en pont, le courant peut être en retard par rapport au signal de tension alternative appliqué.
Les erreurs de mesure peuvent être éliminées en raison de l'inductance mutuelle entre les deux indicateurs. Étant donné que des erreurs substantielles peuvent survenir en raison du couplage entre les bobines du circuit. Pour obtenir la condition d'équilibre du circuit, le condensateur variable et la résistance sont connectés en parallèle. Les inductances mesurées dans un état d'équilibre sont indépendantes des fréquences.
Types de pont Maxwells
Les différents types de ponts sont
Pont d'inductance Maxwells
Ce type de circuit en pont est utilisé pour mesurer la valeur d'inductance inconnue du circuit en la comparant à une valeur standard d'inductance propre. Deux bras du circuit en pont ont des résistances non inductives connues, un autre bras contient une inductance variable avec une résistance fixe en série, et un autre un bras contient une inductance inconnue en série avec une résistance. La source de tension alternative et un détecteur nul sont connectés aux jonctions du circuit. Le schéma de circuit est illustré ci-dessous.
Pont d'inductance de Maxwell
À la condition d'équilibre, la formule du circuit d'inductance de Maxwell est donnée comme suit:
Où L1 = inductance inconnue avec une résistance R1
R2 et R3 sont les résistances non inductives
L2 est l'inductance variable avec une résistance fixe r2
R2 est la résistance variable en série avec L2
Pont de capacité d'inductance Maxwells
Ce type de circuit en pont est utilisé pour mesurer une valeur d'inductance inconnue en la comparant à un condensateur standard variable. Le signal de tension alternative et un détecteur nul sont connectés aux jonctions.
Pont de capacité d'inductance
Depuis le circuit, on peut observer que,
Un bras contient un condensateur standard variable C1 en parallèle avec une résistance non inductive variable R1
Les deux autres bras contiennent des résistances non inductives connues R2 et R3
Un autre bras contient une inductance inconnue Lx avec une résistance Rx en série dont la valeur doit être mesurée et comparée à une valeur connue.
L'expression de la capacité d'inductance de Maxwell est donnée par, (en condition d'équilibre
Q = facteur de qualité du circuit en pont de Maxwell
Avantages des ponts Maxwells
Les avantages sont
- À l'état d'équilibre, le circuit de pont est indépendant de la fréquence
- Il aide à mesurer une large gamme de valeurs d'inductance à la fréquence audio et de puissance
- Pour mesurer directement la valeur d'inductance, l'échelle de résistance calibrée est utilisée.
- Il est utilisé pour mesurer la plage d'inductances haute et par rapport à une valeur standard.
Inconvénients du pont Maxwells
Les inconvénients sont
- Le condensateur fixe dans le circuit en pont de Maxwell peut créer une interaction entre la résistance et l’équilibre de la réactance.
- Il ne convient pas de mesurer une plage élevée de facteur de qualité (valeurs Q> = 10)
- Le condensateur standard variable utilisé dans le circuit est très coûteux.
- Il n'est pas utilisé pour mesurer le facteur de faible qualité (valeur Q) en raison de l'état d'équilibre du circuit. Par conséquent, il est utilisé pour les bobines de qualité moyenne.
Applications du pont Maxwells
Les applications sont
- Utilisé dans les systèmes de communication
- Utilisé dans les circuits électroniques
- Utilisé dans les circuits de puissance et de fréquence audio
- Utilisé pour mesurer les valeurs d'inductance inconnues du circuit et comparées à une valeur standard.
- Utilisé pour mesurer des bobines de qualité moyenne.
- Utilisé dans les circuits de filtrage, l'instrumentation, les circuits linéaires et non linéaires
- Utilisé dans les circuits de conversion de puissance.
FAQ
1). Que sont les ponts AC et DC?
Les ponts CA et les ponts CC sont utilisés pour mesurer des composants inconnus tels que l'inductance, la capacité et la résistance. Ou mesurez les impédances inconnues du circuit.
Les différents types de ponts à courant alternatif sont le pont Maxwell, le pont Maxwell's Wien, le pont Anderson, le pont Hay, le pont Owen, le pont De Sauty, le pont Schering et le pont série Wein.
Les ponts CC sont utilisés pour mesurer la résistance inconnue dans le circuit du pont. Les différents types de ponts DC sont le pont de Wheatstone, le pont Kelvin et le pont à jauge de contrainte.
2). Quel pont est sensible à la fréquence?
Le pont de Wien est sensible à la fréquence.
3). À quoi sert un circuit en pont?
Le but du circuit en pont est de redresser le courant électrique dans l'alimentation électrique et de mesurer l'impédance inconnue du circuit et de la comparer à une valeur connue.
4). Quelle est la formule de l'auto-inductance?
Lorsque le flux est connu, la formule de l'auto-inductance est donnée comme suit:
L = NΦm / I.
Où «L» est l'inductance de soi chez Henry
«Φm» est le flux magnétique dans la bobine
«N» est le nombre de tours
«I» est le courant circulant à travers la bobine en ampères.
5). Que sont les oscillateurs RC et LC?
L'oscillateur LC utilise le circuit de réservoir inductance-condensateur et c'est un type d'oscillateur à rétroaction positive pour produire des oscillations soutenues.
L'oscillateur linéaire qui utilise des résistances et des condensateurs pour former le réseau RC avec rétroaction positive est appelé l'oscillateur RC. Il est également connu sous le nom d'oscillateur sinusoïdal.
C'est donc tout un aperçu du pont de Maxwell définition, types, formule, équation, types, applications, avantages et inconvénients du circuit. Voici une question pour vous, 'quels sont les autres types de circuits de pont?'
